專(zhuān)利名稱(chēng)：磁膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能材料，特別涉及一種磁膠。
背景技術(shù)：
磁粉是一種高導(dǎo)磁性的功能材料，以激磁電流為控制手段，而形成磁粉制 動(dòng)器、磁粉無(wú)級(jí)變速器、磁粉離合器、磁粉阻尼器、磁粉剎車(chē)器等電磁器件。 其工作原理是接通直流電源后產(chǎn)生磁場(chǎng)，工作介質(zhì)磁粉在磁力線作用下形成磁 粉鏈、而形成制動(dòng)扭矩，這類(lèi)磁粉器件具有快速反應(yīng)，線性度好，控制力矩恒 定，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)噪音，維修方便，具有快速制動(dòng)，張力控制，位 置控制，速度控制，微機(jī)控制等功能，因而在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，是一種多 用途、性能優(yōu)越的磁性功能材料。現(xiàn)有技術(shù)中，磁粉還經(jīng)常被用于傳動(dòng)機(jī)械 的測(cè)功加載和制動(dòng)。但是，由于磁粉具有剩磁，經(jīng)常容易結(jié)塊，也容易牢固的 吸附在磁腔內(nèi)，造成輸出力矩的不穩(wěn)定。
為解決上述問(wèn)題，又出現(xiàn)了一種磁流變液，代替磁粉，但是由于磁流變液 含油較多，導(dǎo)致輸出力矩的下降，同時(shí)具有沉淀和泄漏等液體具有的問(wèn)題。
因此，需要一種功能性材料，具有磁粉的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在機(jī)械設(shè)備內(nèi)使用具有 輸出力矩穩(wěn)定、溫升低、滑差功率大、粉粒磨損小和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，避免 現(xiàn)有技術(shù)中磁粉結(jié)塊的問(wèn)題，而且不會(huì)出現(xiàn)沉淀和泄漏，能夠在機(jī)械傳動(dòng)和 制動(dòng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并替代現(xiàn)有的磁粉和磁流變液。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的提供一種磁膠，在機(jī)械設(shè)備內(nèi)使用具有輸出力矩 穩(wěn)定、溫升低、滑差功率大、粉粒磨損小和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，避免現(xiàn)有技術(shù) 中磁粉結(jié)塊的問(wèn)題，而且不會(huì)出現(xiàn)沉淀和泄漏，能夠在機(jī)械傳動(dòng)和制動(dòng)領(lǐng)域 廣泛應(yīng)用并替代現(xiàn)有的磁粉和磁流變液。
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁膠，包括下列組分磁粉、膠狀脂肪酸金屬鹽和聚烯 烴油，膠狀脂肪酸金屬鹽作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的均勻分布， 聚烯烴油作為分散劑用于形成包裹磁粉的薄膜。
進(jìn)一步，還包括納米晶須，所述納米晶須作為增強(qiáng)劑用于增強(qiáng)各組份之間 的絞著力；
進(jìn)一步，所述磁粉由羰基鐵粉和納米晶軟磁合金組成，其中羰基鐵粉在磁
膠中的重量百分含量為39 41%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為 13 15%;脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為14 16%;聚烯烴油在磁 膠中的重量百分含量為20 22%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶 須的混合物，在磁膠中的重量百分含量為8 10%;
進(jìn)一步，磁膠中按重量百分含量還添加0.5 1.5%的硅油；所述硅油作為 添加劑用于防潮、減震和提高耐溫性能；
進(jìn)一步，所述磁粉包括羰基鐵粉和納米晶軟磁合金，其中羰基鐵粉在磁膠 中的重量百分含量為40%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為14%;
脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為15%;聚烯烴油在磁膠中的重量百分 含量為21%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁膠
中的重量百分含量為9%;硅油在磁膠中的重量百分含量為1%。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的磁膠，利用磁粉、膠形支架和分散劑配以其它 輔料制成新型材料磁膠，代替現(xiàn)有技術(shù)的磁粉和磁流變液，制成的成品磁膠是 介于液體和固體之間的膠體材料，在自由狀態(tài)時(shí)能保持原有形狀，而在承受切力時(shí)又可以改變自身為任意形狀，正常工作時(shí)，磁膠能粘附在相對(duì)運(yùn)動(dòng)副的 腔壁上，不阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)副相對(duì)自由旋轉(zhuǎn)，而在線圈通電后，磁膠能和磁粉一 樣在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生阻力力矩，并且阻力力矩與線圈內(nèi)的電流成正比，具有磁粉的 全部?jī)?yōu)點(diǎn)，具有輸出力矩穩(wěn)定、溫升低、滑差功率大、粉粒磨損小和使用壽命 長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使用過(guò)程中沒(méi)有現(xiàn)有磁粉的結(jié)塊和生銹問(wèn)題，也沒(méi)出現(xiàn)磁流變液 的沉淀和泄漏問(wèn)題，制造和使用成本較低，能夠在機(jī)械傳動(dòng)和制動(dòng)領(lǐng)域(如 可以制成磁膠制動(dòng)器、磁膠無(wú)級(jí)變速器、磁膠離合器、磁膠剎車(chē)器和磁膠阻尼 器等)廣泛應(yīng)用并替代現(xiàn)有的磁粉和磁流變液。
具體實(shí)施例方式
以下為磁膠實(shí)施例 實(shí)施例一
本實(shí)施例中磁粉由羰基鐵粉和納米晶軟磁合金組成，其中羰基鐵粉在磁膠 中的重量百分含量為40%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為14°%; 脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為15%;聚烯烴油在磁膠中的重量百分 含量為21%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁膠 中的重量百分含量為9%;硅油在磁膠中的重量百分含量為1%;
磁粉可以采用現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)和制動(dòng)領(lǐng)域的所有磁粉，都能實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目的，但本實(shí)施例中的磁粉材料及配比應(yīng)用于本發(fā)明的磁膠輸出力 矩?zé)o波動(dòng)、溫升最低、工作效率最高；膠狀脂肪酸金屬鹽可以采用具有膠狀性 質(zhì)的所有脂肪酸金屬鹽或混合物，作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的 均勻分布，使磁膠的物理性質(zhì)介于液體和固體之間的一種物質(zhì)，本實(shí)施例中的 配比使磁膠中的磁粉能夠充分起到作用，與電流之間有穩(wěn)定的線性關(guān)系；聚烯
烴油作為分散劑用于形成包裹磁粉的薄膜，本實(shí)施例中的聚烯烴油配比能夠保 證磁粉不生銹及發(fā)生其它化學(xué)變化，而且使磁膠中的磁粉能夠充分起到作用， 與電流之間有穩(wěn)定的線性關(guān)系本實(shí)施例中以磁膠制動(dòng)器為例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)試驗(yàn)中將額定輸出轉(zhuǎn)速為
135r/min，額定輸出力矩為llNm的減速器與現(xiàn)有的磁粉制動(dòng)器進(jìn)行連接，逐步 增大電流到輸出力矩llNm后，減速器在額定負(fù)載下工作，當(dāng)工作到10min后， 輸出力矩突然增加到63Nm，持續(xù)約3min后，又回落到額定的11Nm，但此時(shí)減 速器由于超載約5.9倍而出現(xiàn)了較大的噪聲；再繼續(xù)工作15min后，制動(dòng)力矩 又突然升到45Nm，再工作3min后，減速器出現(xiàn)強(qiáng)烈不正常噪聲；拆開(kāi)減速器檢 查，發(fā)現(xiàn)有一對(duì)滾動(dòng)軸承已被燒壞，而拆開(kāi)磁粉制動(dòng)器檢查，發(fā)現(xiàn)磁粉呈紅色， 磁粉、磁腔己經(jīng)完全生銹、結(jié)塊、在磁腔表面還有結(jié)疤，這是由于磁粉的理化 性質(zhì)導(dǎo)致出現(xiàn)上述必然現(xiàn)象。而采用本實(shí)施例的磁膠代替磁粉后，經(jīng)作對(duì)比試 驗(yàn)表明，磁膠制動(dòng)器產(chǎn)生的力矩與新磁粉一樣，但連續(xù)工作20天，輸出力矩非 常穩(wěn)定，未出現(xiàn)過(guò)任何波動(dòng)，拆開(kāi)磁膠制動(dòng)器檢査，磁膠也無(wú)任何理化性質(zhì)的 變化。
實(shí)施例二
本實(shí)施例中磁粉由羰基鐵粉和納米晶軟磁合金組成，其中羰基鐵粉在磁膠 中的重量百分含量為41%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為15。％; 脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為15.5%;聚烯烴油在磁膠中的重量百 分含量為20%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁 膠中的重量百分含量為8%;硅油在磁膠中的重量百分含量為0. 5%;
磁粉可以采用現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)和制動(dòng)領(lǐng)域的所有磁粉，都能實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目的；膠狀脂肪酸金屬鹽可以釆用具有膠狀性質(zhì)的所有脂肪酸金屬 鹽或混合物，作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的均勻分布，使磁膠的 物理性質(zhì)介于液體和固體之間的一種物質(zhì)，本實(shí)施例中的配比使磁膠中的磁粉 能夠充分起到作用，與電流之間為線性關(guān)系；聚烯烴油作為分散劑用于形成包 裹磁粉的薄膜。
本實(shí)施例中以磁膠制動(dòng)器為例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)采用磁粉的制動(dòng)器與實(shí)施例 一出現(xiàn)相同的問(wèn)題；而采用本實(shí)施例的磁膠代替磁粉后，磁膠制動(dòng)器產(chǎn)生的力 矩與新磁粉一樣，但連續(xù)工作20天，輸出力矩較穩(wěn)定，拆開(kāi)磁膠制動(dòng)器檢査，磁膠也無(wú)任何理化性質(zhì)的變化。 實(shí)施例三
本實(shí)施例中磁粉由羰基鐵粉和納米晶軟磁合金組成，其中羰基鐵粉在磁膠 中的重量百分含量為39%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為13%; 脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為14.5%;聚烯烴油在磁膠中的重量百 分含量為22%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁 膠中的重量百分含量為10%;硅油在磁膠中的重量百分含量為1.5%;
磁粉可以采用現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)和制動(dòng)領(lǐng)域的所有磁粉，都能實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目的；膠狀脂肪酸金屬鹽可以采用具有膠狀性質(zhì)的所有脂肪酸金屬 鹽或混合物，作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的均勻分布，使磁膠的 物理性質(zhì)介于液體和固體之間的一種物質(zhì)，本實(shí)施例中的配比使磁膠中的磁粉 能夠充分起到作用，與電流之間為線性關(guān)系；聚烯烴油作為分散劑用于形成包 裹磁粉的薄膜。
本實(shí)施例中以磁膠制動(dòng)器為例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)采用磁粉的制動(dòng)器與實(shí)施例 一出現(xiàn)相同的問(wèn)題；而采用本實(shí)施例的磁膠代替磁粉后，磁膠制動(dòng)器產(chǎn)生的力 矩與新磁粉一樣，但連續(xù)工作20天，輸出力矩較穩(wěn)定，拆幵磁膠制動(dòng)器檢査， 磁膠也無(wú)任何理化性質(zhì)的變化。 實(shí)施例四
本實(shí)施例中磁粉由羰基鐵粉和納米晶軟磁合金組成，其中羰基鐵粉在磁膠 中的重量百分含量為40%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為14%; 脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為15。％;聚烯烴油在磁膠中的重量百分 含量為21%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁膠 中的重量百分含量為10%;
磁粉可以采用現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)和制動(dòng)領(lǐng)域的所有磁粉，都能實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目的，但本實(shí)施例中的磁粉材料及配比應(yīng)用于本發(fā)明的磁膠輸出力 矩?zé)o波動(dòng)、溫升最低、工作效率最高；膠狀脂肪酸金屬鹽可以采用具有膠狀性 質(zhì)的所有脂肪酸金屬鹽或混合物，作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的均勻分布，使磁膠的物理性質(zhì)介于液體和固體之間的一種物質(zhì)，本實(shí)施例中的 配比使磁膠中的磁粉能夠充分起到作用，與電流之間有穩(wěn)定的線性關(guān)系；聚烯 烴油作為分散劑用于形成包裹磁粉的薄膜，本實(shí)施例中的聚烯烴油配比能夠保 證磁粉不生銹及發(fā)生其它化學(xué)變化，而且使磁膠中的磁粉能夠充分起到作用， 與電流之間有穩(wěn)定的線性關(guān)系。
本實(shí)施例中以磁膠制動(dòng)器為例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)采用磁粉的制動(dòng)器與實(shí)施例 一出現(xiàn)相同的問(wèn)題；而采用本實(shí)施例的磁膠代替磁粉后，磁膠制動(dòng)器產(chǎn)生的力 矩與新磁粉一樣，但連續(xù)工作20天，輸出力矩較穩(wěn)定，拆開(kāi)磁膠制動(dòng)器檢査， 磁膠也無(wú)任何理化性質(zhì)的變化。由于本實(shí)施例沒(méi)有添加硅油，會(huì)降低磁膠的使 用壽命，但是使用壽命還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)的磁粉。 實(shí)施例五
本實(shí)施例中磁粉由羰基鐵粉和納米晶軟磁合金組成，其中羰基鐵粉在磁膠 中的重量百分含量為41%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為15%; 脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為16%;聚烯烴油在磁膠中的重量百分 含量為20%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁膠 中的重量百分含量為8Q/^;
磁粉可以采用現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)和制動(dòng)領(lǐng)域的所有磁粉，都能實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目的；膠狀脂肪酸金屬鹽可以采用具有膠狀性質(zhì)的所有脂肪酸金屬
鹽或混合物，作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的均勻分布，使磁膠的 物理性質(zhì)介于液體和固體之間的一種物質(zhì)，本實(shí)施例中的配比使磁膠中的磁粉
能夠充分起到作用，與電流之間為線性關(guān)系；聚烯烴油作為分散劑用于形成包 裹磁粉的薄膜。
本實(shí)施例中以磁膠制動(dòng)器為例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)采用磁粉的制動(dòng)器與 施例 一出現(xiàn)相同的問(wèn)題；而采用本實(shí)施例的磁膠代替磁粉后，磁膠制動(dòng)器產(chǎn)生的力 矩與新磁粉一樣，但連續(xù)工作20天，輸出力矩較穩(wěn)定，拆開(kāi)磁膠制動(dòng)器檢查， 磁膠也無(wú)任何理化性質(zhì)的變化。由于本實(shí)施例沒(méi)有添加硅油，會(huì)降低磁膠的使 用壽命，但是使用壽命還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)的磁粉。本實(shí)施例中磁粉由羰基鐵粉和納米晶軟磁合金組成，其中羰基鐵粉在磁膠 中的重量百分含量為39%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為13。％; 脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為16%;聚烯烴油在磁膠中的重量百分 含量為22%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁膠 中的重量百分含量為10%;
磁粉可以采用現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)和制動(dòng)領(lǐng)域的所有磁粉，都能實(shí)
現(xiàn)本發(fā)明的目的；膠狀脂肪酸金屬鹽可以采用具有膠狀性質(zhì)的所有脂肪酸金屬
鹽或混合物，作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的均勻分布，使磁膠的 物理性質(zhì)介于液體和固體之間的一種物質(zhì)，本實(shí)施例中的配比使磁膠中的磁粉
能夠充分起到作用，與電流之間為線性關(guān)系；聚烯烴油作為分散劑用于形成包
裹磁粉的薄膜。
本實(shí)施例中以磁膠制動(dòng)器為例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)采用磁粉的制動(dòng)器與實(shí)施例 一出現(xiàn)相同的問(wèn)題；而采用本實(shí)施例的磁膠代替磁粉后，磁膠制動(dòng)器產(chǎn)生的力 矩與新磁粉一樣，但連續(xù)工作20天，輸出力矩較穩(wěn)定，拆開(kāi)磁膠制動(dòng)器檢查， 磁膠也無(wú)任何理化性質(zhì)的變化。由于本實(shí)施例沒(méi)有添加硅油，會(huì)降低磁膠的使 用壽命，但是使用壽命還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)的磁粉。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，磁膠材料中不加入硅油和納米晶須同樣也具有比磁粉優(yōu)秀的 物理和化學(xué)性質(zhì)，但是使用壽命比不加入硅油要低，傳動(dòng)穩(wěn)定性比不加入納米 晶須要差，但是使用壽命和傳動(dòng)穩(wěn)定性還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于僅使用磁粉的制動(dòng)器，因 而，本發(fā)明中以磁粉、膠狀脂肪酸金屬鹽和聚烯烴油為主體制成的磁膠材料， 可以替代現(xiàn)有技術(shù)的磁粉和磁流變液，可制成磁膠制動(dòng)器、磁膠無(wú)級(jí)變速器、 磁膠離合器、磁膠剎車(chē)器和磁膠阻尼器等機(jī)械，保證機(jī)械設(shè)備制動(dòng)和傳動(dòng)穩(wěn)定 性。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管 參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種磁膠，其特征在于包括下列組分磁粉、膠狀脂肪酸金屬鹽和聚烯烴油，膠狀脂肪酸金屬鹽作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的均勻分布，聚烯烴油作為分散劑用于形成包裹磁粉的薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁膠，其特征在于還包括納米晶須，所述納米 晶須作為增強(qiáng)劑用于增強(qiáng)各組份之間的絞著力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁膠，其特征在于所述磁粉由羰基鐵粉和納米 晶軟磁合金組成，其中羰基鐵粉在磁膠中的重量百分含量為39 41%;納米晶 軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為13 15%;脂肪酸金屬鹽在磁膠中的重量百分含量為14 16%;聚烯烴油在磁膠中的重量百分含量為20 22%;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁膠中的重量百分含量為8 10%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁膠，其特征在于磁膠中按重量百分含量還添加0.5 1.5%的硅油，所述硅油作為添加劑用于防潮、減震和提高耐溫性能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁膠，其特征在于羰基鐵粉在磁膠中的重量百 分含量為40%;納米晶軟磁合金在磁膠中的重量百分含量為14%;脂肪酸金屬 鹽在磁膠中的重量百分含量為15% ;聚烯烴油在磁膠中的重量百分含量為21 % ;納米晶須為碳化硅納米晶須和氧化鋅納米晶須的混合物，在磁膠中的重量百分含量為9%;硅油在磁膠中的重量百分含量為1%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁膠，包括磁粉、膠狀脂肪酸金屬鹽和聚烯烴油，膠狀脂肪酸金屬鹽作為膠形支架用于分散和支撐磁粉在空間的均勻分布，聚烯烴油作為分散劑用于形成包裹磁粉的薄膜，本發(fā)明在自由狀態(tài)時(shí)能保持原有形狀，而在承受剪切力時(shí)又可以改變自身為任意形狀，正常工作時(shí)，不阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)副相對(duì)自由旋轉(zhuǎn)，而在線圈通電后，磁膠能和磁粉一樣在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生阻力力矩，并且阻力力矩與線圈內(nèi)的電流成正比，具有輸出力矩穩(wěn)定、溫升低、滑差功率大、粉粒磨損小和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使用過(guò)程中無(wú)結(jié)塊、生銹、沉淀和泄漏問(wèn)題，制造和使用成本較低，可以應(yīng)用于磁膠制動(dòng)器、磁膠無(wú)級(jí)變速器、磁膠離合器、磁膠剎車(chē)器和磁膠阻尼器。
文檔編號(hào)H01F1/12GK101630558SQ200910104128
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者呂宏展, 梁錫昌, 王家序 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)